pH

Scientific Reports volume 13、記事番号: 7818 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

本研究では、ガンマ線照射法（Cs-g-PAAm/AuNPs）を用いて、アクリルアミドモノマーと金ナノ粒子をグラフトしたキトサンをベースとしたpH応答性ナノ複合ヒドロゲルを調製しました。 ナノコンポジットは、銀ナノ粒子の層コーティングで強化され、抗がん剤フルオロウラシルの制御放出を改善すると同時に、金ナノ粒子と組み合わせることで抗菌活性を高め、ナノコンポジットヒドロゲル中の銀ナノ粒子の細胞毒性を減少させ、多数の細胞を殺す能力を強化しました。肝臓がん細胞。 ナノ複合材料の構造は、FTIR分光法とXRDパターンを使用して研究され、調製されたポリマーマトリックス内に金および銀のナノ粒子が閉じ込められていることが実証されました。 動的光散乱データにより、中間値の多分散指数を備えたナノスケールでの金と銀の存在が明らかになり、分散システムが最適に機能することが示されました。 さまざまな pH レベルでの膨潤実験により、調製された Cs-g-PAAm/Au-Ag-NPs ナノ複合ヒドロゲルが pH 変化に非常に応答することが明らかになりました。 バイメタル pH 応答性 Cs-g-PAAm/Au-Ag-NP ナノ複合材料は、強力な抗菌活性を示します。 AuNP の存在により、AgNP の細胞毒性が低下し、多数の肝がん細胞を殺す能力が向上しました。Cs-g-PAAm/Au-Ag-NP には、pH 7.4 で 95 mg/g に達する大量のフルオロウラシル薬剤がロードされています。 300 分以内に最大 97% の薬物放出を実現します。 Cs-g-PAAm/Au-Ag-NP は、カプセル化された薬剤を胃の酸性媒体に固定し、腸の pH で放出するため、抗がん剤の経口送達として使用することが推奨されています。

がんは、多くの命を奪う、治療が困難で頑固な病気です。 世界中で毎年 1,000 万件以上の症例が発見されています1。 利用可能ながん治療法は数多くありますが、健康な臓器に対する副作用は多く、場合によっては致死的です2。 したがって、癌性細胞や感染細胞の標的治療は副作用と使用量を削減します。 ナノコンポジットは、従来にない安全な抗菌剤および抗腫瘍として、また治療の広がりを追跡し、治療の進行状況を測定する手段として大きな関心を集めています 3,4。 ナノ粒子は化学反応性が高く、サイズが小さいため表面に大量の薬物を保持します。 ナノ粒子はサイズが小さいため、大きく沈着または酸化されて特性が失われる可能性があるため、ポリマー、界面活性剤、多糖類などの安定化剤で保護する必要があります。 触媒としてのナノ粒子の有効性と細胞毒性、使用されるポリマーの種類、ナノ粒子のサイズと形状など、いくつかの要因によって異なります5、6。 Ajitha らは、PVA-AgNP が PEG-AgNP よりも高い抗菌活性を有することを発見しました 7、8、9。 刺激に反応し、標的への送達がより可能で、癌細胞や微生物の除去により効果的なナノキャリアの生成に重点が置かれています。 ポリマー複合材料は、さまざまな機能性ナノ材料のインテリジェントな送達を介して複数の治療を組み合わせるための優れたキャリアを提供します。 研究者らの努力は、新しい安全な抗がん剤や抗がん剤戦略の創出に焦点を当ててきた。 したがって、外部または内部で誘導され、ナノメートルサイズの材料および抗がん剤と結合（刺激応答）できるバイオポリマー複合材料の製造に取り組みが焦点を当てた1,10,11。 イオン化可能な官能基を含むポリマーは、pH 刺激応答ポリマー (SRP) の製造に使用できます12。 選択された金属または金属酸化物のナノ粒子に SRP を組み込むと、刺激応答ナノ複合材料 (SRN) が製造され、標的腫瘍細胞に対する特定の疾患領域の治療応答を向上させることができます。 金属ナノ複合材料によるドラッグデリバリーは、熱、放射線、pH 変化などの刺激により、薬物、遺伝子などの生理活性化合物をオン/オフし、特定の組織や器官に継承させるという概念に基づいています9。 pH 応答性ナノ複合材料または刺激応答性ナノ複合材料 (SRN) は、感染細胞は pH 5 ～ 6.5 で酸性であるのに対し、健康な細胞は 7.4 中性であるため、薬物の輸送および送達プロセスにおいて最も成功し効果的な設計の 1 つです。環境1、3。 無機ナノ材料をポリマーにロードすると、その安定性が向上し、効率が標的部位での薬物放出を促進し 13,14、生体内での血液循環時間を延長します。 金ナノ粒子は病気の治療に有望な薬剤として注目されており、ナノサイズの粒子はさまざまなヒト悪性成長細胞に対して評価されています。 白金などの遷移金属は、錯体を形成し、結合および/または解離および酸化還元化学を活性化する能力があるため、抗腫瘍活性を持っています。 白金化合物は、がん細胞を殺し、腫瘍の増殖を阻害する能力について使用および試験されていますが、重篤な副作用があります 13、14、15。 銀と金の粒子も遷移金属であり、細菌への酸素の伝達を妨げるため、微生物を殺すという利点があります2,16。 Ag/Au NP は、微生物の表面または癌細胞の表面を横切る酵素の輸送を妨げる可能性もあります 17。 それらは微生物細胞に侵入し、微生物の細胞構造を変化させ、微生物を死滅させたり、感染した癌細胞を除去したりする可能性があります18。 AgNP および AuNP は広域スペクトルの抗菌剤の一種であり、がんの治療に有望な薬剤として機能する可能性があります4。 その結果、大腸菌、緑膿菌、エンテロコッカス・フェカリス、ペディオコッカス・アシディラクティシなどのグラム陰性菌およびグラム陽性菌への対処において大きな進歩が見られました2。 精密医療では、金や銀の粒子も薬物送達剤として使用できます。 銀と金の粒子を組み合わせると、微生物やがん細胞を殺す効率を高めながら、細胞毒性を軽減できます2,16,19。 銀粒子は補因子としての能力が優れていますが、哺乳動物細胞に対する細胞毒性が高いのに対し、金粒子の細胞毒性はほとんどありません。 したがって、2 つの分子を組み合わせると、細胞毒性が低下し、同時に活性が高まります。 2 つの分子を結合すると、反応プロセスが加速されます 16、17。 ナノ金属の形状とサイズの利点を活かすには、粒子の安定性と活性をサポートするためにキトサンなどのキャッピング剤でナノ金属を保護する必要があります。